examenopgaven 4 vwo thema 4druk op toets F11 om de afbeeldingen beter te zien  

1v2007-1-14 6v2004-1-13 11v2003-1-26 13v2002-1-21 15v2001-1-02 22v2000-1-03
2v2007-1-15 7v2004-1-14 12v2003-1-27 14v2002-1-22 16v2001-1-03 23v2000-1-23
3v2007-1-16 8v2004-1-23 17v2001-1-04 24v2000-1-25
4v2007-1-17 9v2004-1-25 18v2001-1-05 25v2000-1-26
5v2007-1-18 10v2004-1-40 19v2001-1-24
20v2001-1-25
21v2001-1-26

Syndroom van Down
Bij mensen met het syndroom van Down komt in elke lichaamscel een extra chromosoom 21 voor. Dit wordt ook wel aangeduid met trisomie 21.

Als een vrouw van 20 jaar zwanger is, is de kans dat haar kind trisomie 21 heeft 1 op 2300. Bij vrouwen van 45 jaar en ouder is die kans groter dan 1 op 100. Toch komen er meer zwangerschappen met trisomie 21 voor bij jonge vrouwen dan bij vrouwen van 45 jaar en ouder.

1p   1 Geef hiervoor een verklaring.
 

Trisomie 21 kan zijn veroorzaakt door non-disjunctie tijdens meiose I of meiose II. Bij non-disjunctie blijft een chromosomenpaar bij elkaar tijdens de anafase.
Nadat een bepaalde spermamoedercel meiose I en II heeft ondergaan is de verdeling van de chromosomen 21 over de vier gevormde spermacellen als volgt:

spermacellen1234
aantal
chromosomen 21
geeneeneentwee

2p   2 Heeft bij de vorming van deze spermacellen non-disjunctie plaatsgevonden tijdens meiose I, tijdens meiose II, of is beide mogelijk?
A alleen tijdens meiose I
B alleen tijdens meiose II
C zowel tijdens meiose I als tijdens meiose II
 

Bij ongeveer 8% van de personen met het syndroom van Down treft men het normale aantal chromosomen in de cellen aan. Bij deze mensen is de lange arm van het derde exemplaar van chromosoom 21 gekoppeld aan de lange arm van chromosoom 14 ter hoogte van het centromeer. Daarbij gaat van beide chromosomen de korte arm verloren. Men spreekt dan van translocatie-trisomie.
In de afbeelding hiernaast is een aanzet gegeven voor een schematische tekening van een kerndeling bij aanvang van de anafase.
3p   3 Neem de afbeelding over en teken in de 'cel' alleen de chromosomen 14 en 21 bij aanvang van de anafase van meiose I bij een vrouw met deze translocatietrisomie. Breng het verschil tussen de chromosomen 14 en 21 in de tekening tot uitdrukking.
 


Apoptose
Lees het volgende krantenartikel.

tekst
Nijmeegs stofje remt Parkinson
Onderzoekers van het Universitair Medisch Centrum St Radboud in Nijmegen hebben een stof ontdekt die de ziekte van Parkinson in apen geheel tot stilstand kan brengen. De stof, THC346, remt het afstervingsproces, ofwel apoptose, van zenuwcellen in de hersenen van ParkinsonpatiŰnten. Apoptose treedt ook op bij andere neurodegeneratieve ziekten, zoals dementie van Alzheimer.
Uit het reageerbuisonderzoek van dr. G. Andringa en prof. dr. A. Cools blijkt dat THC346 zich bindt aan het enzym GAPDH (glyceraldehyde-3-phosphaat-dehydrogenase). De aanmaak van GAPDH neemt toe als gevolg van de apoptose, terwijl remming van GAPDH deze geprogrammeerde celdood tegengaat. Op grond daarvan wordt aangenomen dat THC346 via de remming van het GAPDH apoptose tegengaat.
THC346 is in Zwitserland bij gezonde mensen onderzocht en veilig bevonden.Onderzoek bij ParkinsonpatiŰnten zal binnen drie maanden beginnen.

bewerkt naar: de Volkskrant, 25 maart 2000

2p   4 Welk schema laat de beste 'vertaling' zien van de invloed van THC346 op de apoptose volgens het krantenartikel?


A schema 1
B schema 2
C schema 3
D schema 4
 

2p   5 - Beredeneer of de stof THC346 invloed heeft op bestaande ziekteverschijnselen bij een patiŰnt met de ziekte van Parkinson.
- Leg uit of de stof het verergeren van ziekteverschijnselen van de ziekte van Parkinson kan voorkomen.
 


Celcyclus
De totale duur van de celcyclus van een celtype kan bepaald worden door de cellen in een voedingsmedium te kweken en op verschillende tijdstippen het aantal cellen in het voedingsmedium te tellen. Op basis van de resultaten is het diagram van de afbeelding hieronder samengesteld.


1p   6 Hoe lang duurt volgens het diagram van de afbeelding hiernaast de gemiddelde celcyclus van deze cellen?
 

Bij veel experimenten is het wenselijk om de beschikking te hebben over een populatie van cellen die de celcyclus synchroon doorlopen. Dit betekent dat ze zich allemaal op hetzelfde tijdstip in dezelfde fase van de celcyclus bevinden.
Om dit te bereiken maakt men gebruik van het gegeven dat cellen die in de S-fase verkeren, stoppen met de DNA-synthese wanneer men hoge concentraties thymidine aan een populatie delende cellen toevoegt. De andere cellen worden niet be´nvloed. Zodra de overmaat aan thymidine wordt verwijderd, komt de DNA-synthese in de S-fase weer op gang vanaf het punt waar deze is gestopt.
Voor een bepaalde celpopulatie met een celcyclus van 22 uur gelden de volgende meetwaarden:
duur van de mitose 1 uur
duur van de G1-fase 10 uur
duur van de S-fase 7 uur
duur van de G2-fase 4 uur
Deze celpopulatie wordt met een overmaat thymidine behandeld volgens onderstaand tijdsschema:
op tijdstip t = 0 uur wordt een overmaat aan thymidine toegevoegd;
op tijdstip t = 18 uur wordt de overmaat aan thymidine verwijderd;
op tijdstip t = 28 uur wordt bepaald in welke fase(n) de cellen zich bevinden.
2p   7 In welke fase of fasen van de celcyclus bevinden de cellen uit deze celpopulatie zich op het tijdstip t = 28 uur?
A Alle cellen bevinden zich in de S-fase.
B Een deel van de cellen bevindt zich in de G1-fase en de rest in de S-fase.
C Een deel van de cellen bevindt zich in de S-fase en de rest in de G2-fase.
D Een deel van de cellen bevindt zich in de G2-fase en de rest in de mitose.
E Een deel van de cellen bevindt zich in de G2-fase, een ander deel in de mitose en de rest in de G1-fase.
F Een deel van de cellen bevindt zich in de G1-fase, een deel in de S-fase, een deel in de G2-fase en de rest in de mitose.
 


Grootste organisme
In een dagblad werd melding gemaakt van de ontdekking van het grootste levende organisme op aarde (zie onderstaande tekst).

tekst
Wetenschappers VS vinden zwam van 880 hectare
Wetenschappers hebben in een woud in het noordwesten van Amerika een ongeveer 880 hectare grote, onder de grond groeiende zwam ontdekt. Aangenomen wordt dat de zwam het grootste levende organisme ter wereld is.
De vondst vloeide voort uit een onderzoek naar grootschalige boomsterfte in dit deel van het woud. Daarbij werd gebruikgemaakt van luchtfoto's en DNA-onderzoek van bodemmonsters. Aan de oppervlakte is de aanwezigheid van de zwam alleen merkbaar aan de groei van kleine goudkleurige paddenstoelen in de herfst.
De gelokaliseerde zwam behoort tot de soort Armillaria ostoyae en is volgens de ontdekkers ongeveer 2400 jaar oud.

In het krantenartikel wordt aangenomen dat hier sprake is van ÚÚn individu dat vele hectaren groot is.
3p   8 - Beschrijf het onderzoek dat de wetenschappers hebben gedaan om deze hypothese te bevestigen.
- Welk resultaat ondersteunt hun hypothese?
 


HIV-infectie
Het Acquired Immune Deficiency Syndrome (aids) wordt bij de mens veroorzaakt door een retrovirus: het Human Immunodeficiency Virus (HIV). Kenmerkend voor het ziektebeeld van patiŰnten met aids is het tekort aan T-helpercellen. Dit tekort aan T-helpercellen wordt veroorzaakt doordat HIV zich voornamelijk in T-helpercellen vermenigvuldigt.
HIV hecht zich aan een receptor in het membraan van een T-helpercel doordat het glycoprote´ne GP120 (= een soort eiwit) van de virale envelop zich bindt met het CD4-eiwit in het membraan van een T-helpercel (zie afbeelding hieronder).


bron: Scientific American, oktober 1988, 82

Het glycoprote´ne GP120 van de virale envelop kan ook worden aangetroffen op het membraan van T-helpercellen. Over de herkomst van dit eiwit worden de volgende beweringen gedaan:

1 dit eiwit kan afkomstig zijn van de envelop van het virus dat de T-cel heeft ge´nfecteerd;
2 dit eiwit kan door de T-cel zijn gesynthetiseerd, nadat deze door HIV is ge´nfecteerd.
2p   9 Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?
A geen van beide beweringen
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen
 


Mitochondriale overerving
Niet alleen in de kern, maar ook in mitochondriŰn komt DNA voor. Dit mitochondriale DNA kan, wanneer daarin een mutantgen aanwezig is, een overdraagbare ziekte veroorzaken. Een voorbeeld daarvan is de ziekte van Leber, een ernstige oogaandoening.
De ziekte wordt overgedragen van moeder op kind. De wetten van Mendel zijn hierbij niet van toepassing.

Mutatie kan spontaan optreden, maar ook door invloeden van buitenaf.

2p  10 Wat zijn de twee belangrijkste verschillende invloeden van buitenaf die mutatie veroorzaken?
 


Celdeling
In Engeland is waargenomen dat in de buurt van de nucleaire opwerkingsfabriek in Sellafield een hogere frequentie aan bloedkanker voorkomt dan elders in het land. Er is onderzoek gedaan naar kinderen van vaders die, voordat de kinderen werden verwekt, gedurende jaren in deze nucleaire opwerkingsfabriek werkten. Deze kinderen zijn verdeeld in twee groepen:
I kinderen van vaders die gedurende een lange periode lage doses straling hebben gekregen;
II kinderen van vaders die in een korte periode een hoge dosis straling hebben gekregen.
Kinderen uit de eerste groep bleken een verhoogde kans op bloedkanker te hebben, kinderen uit de tweede groep niet. Hierover worden de volgende beweringen gedaan:
1 door lage doses straling gedurende langere tijd lopen de spermacelmoedercellen te weinig schade op om af te sterven, maar er kan wel erfelijke schade ontstaan die niet wordt hersteld;
2 door een hoge dosis straling ineens worden de spermacelmoedercellen die beschadigd raken, zodanig beschadigd dat ze niet meer tot deling in staat zijn en afsterven.
2p  11 Welke van deze beweringen kan of welke kunnen een juiste verklaring geven voor de resultaten van de onderzoekers?
A geen van deze beweringen
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen
 

Cytostatica zijn stoffen die de celdeling vertragen of verhinderen. Zij worden onder andere gebruikt bij de bestrijding van kwaadaardige tumoren. Deze tumoren bestaan voor het grootste deel uit ongespecialiseerde cellen die een grote delingsactiviteit vertonen.
De invloed van drie stoffen wordt genoemd:
stof 1 verhindert de DNA-replicatie in de S-fase;
stof 2 verhindert de vorming van de kernspoel in een cel tijdens een mitotische deling;
stof 3 activeert de enzymen die bij de vorming van nucleotiden betrokken zijn.
2p  12 Welke van deze stoffen kan of welke kunnen op basis van de hier beschreven werking als cytostaticum worden toegepast?
A alleen stof 1
B alleen stof 2
C alleen stof 3
D alleen de stoffen 1 en 2
E alleen de stoffen 1 en 3
F de stoffen 1, 2 en 3
 


Voortplantingscellen
De tekst en afbeelding hieronder bevatten informatie over de ontwikkeling van een eicel.

tekst
Ongeveer ten tijde van de geboorte hebben de primaire o÷cyten van een meisje de profase van de eerste meiotische deling doorlopen. In plaats van verder te gaan met de metafase komen zij nu echter in een rusttoestand tussen de profase en de metafase.

tekst en afbeelding bewerkt naar: T.W. Sadler, Langman's medische embryologie, Utrecht/Antwerpen, 1988, 7

Een leerling bekijkt een diagram (zie afbeelding hiernaast) waarin de frequentie van het aantal geborenen met het syndroom van Down (trisomie 21) is weergegeven in relatie tot de leeftijd van de moeder. De leeftijd van de vader heeft vrijwel geen invloed op de frequentie van het optreden van het syndroom van Down.
3p  13 - Leg met behulp van de informatie in tekst en de afbeelding uit dat het extra chromosoom 21 bij het syndroom van Down in veel gevallen van de moeder en niet van de vader afkomstig is.
- Bespreek in je uitleg zowel de situatie bij de moeder als die bij de vader.
 
 
De leerling doet de volgende beweringen:
1 uit de grafiek hiernaast blijkt dat afwijkende o÷cyten niet kunnen worden bevrucht;
2 uit de grafiek hiernaast kan worden berekend wat het percentage geborenen met het syndroom van Down is in de gehele onderzoeksgroep.
2p  14 Welke van deze beweringen kan of welke kunnen juist zijn?
A geen van beide beweringen
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen
 

bewerkt naar: C. Susanne, Menselijke genetica, Malle, 1987, 329



Voortplanting
ICSI is de afkorting van Intra Cytoplasmic Sperm Injection (sperm = spermacel). Bij deze techniek van 'geassisteerde voortplanting' wordt met een micro-injectienaald ÚÚn spermacel ge´njecteerd in een secundaire o÷cyt (zie afbeelding hieronder) waarvan aangenomen kan worden dat deze in de metafase-II verkeert. De cel wordt daartoe gefixeerd met een pipet.
P is het eerste poollichaampje.



bron: A. van Steirteghem, Fertiliteitsonderzoek en behandeling, Oss, 1994, 190

In een microscopisch preparaat van een cel kunnen soms chromosomen zichtbaar worden gemaakt door kleuring.
1p  15 Zijn in een secundaire o÷cyt in het stadium zoals dat in bovenstaande afbeelding is weergegeven, na kleuring chromosomen zichtbaar?
Verklaar je antwoord.
 

Als een ICSI-behandeling levensvatbare embryo's oplevert, worden er - net als bij andere vormen van 'in-vitrofertilisatie' - enkele in de baarmoeder geplaatst. Dit gebeurt meestal met embryo's in een vier- tot achtcellig stadium. Een studente noemt vier criteria waarop - voorafgaande aan de implantatie - de levensvatbaarheid van een embryo zou kunnen worden vastgesteld:
1 de aanwezigheid van delende kernen;
2 de beweeglijkheid van het embryo;
3 de grootte van de cellen;
4 het aantal mitochondriŰn per cel.
2p  16 Welk van deze criteria geeft de meeste informatie over de kans op een succesvolle ontwikkeling van het embryo?
A criterium 1
B criterium 2
C criterium 3
D criterium 4
 

Tijdens de ontwikkeling van een oerkiemcel tot een eicel treedt een aantal delingen op die in de afbeelding hieronder zijn aangegeven met de cijfers 1, 2 en 3.



bron: B. Alberts e.a., Molecular biology of the cell, New York & London, 1989, 858

2p  17 Welke van deze delingen is of welke zijn mitotisch?
A alleen 1
B alleen 2
C alleen 3
D alleen 1 en 2
E alleen 2 en 3
F 1, 2 en 3
 

In de afbeelding hieronder is het verloop van het aantal primaire o÷cyten gegeven. Deze o÷cyten ontwikkelen zich in het embryo. Op een leeftijd van 50 jaar zijn geen primaire o÷cyten meer aanwezig.



bron: M.A.Tribe & M.R. Eraut, Basic Biology Course, Unit 4, Communication between cells, Book 11, Hormones, Cambridge etc., 1979, 158

Over de oorzaak waardoor het aantal primaire o÷cyten in de tweede helft van de embryonale ontwikkeling afneemt, worden twee beweringen gedaan:

1 Het aantal neemt af doordat primaire o÷cyten zich ontwikkelen tot secundaire o÷cyten.
2 Het aantal neemt af doordat primaire o÷cyten samensmelten tot o÷goniŰn.
2p  18 Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?
A geen van beide beweringen
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen
 


Cellen bij de mens
PDGF (Platelet Derived Growth Factor) is een groeifactor die wordt gemaakt door, opgeslagen in en afgegeven door bloedplaatjes, macrofagen, gladde spiercellen en endotheelcellen. Gladde spiercellen en fibroblasten worden door PDGF gestimuleerd tot deling.
Fibroblasten zijn cellen die zich onder andere in de huid bevinden. De afbeelding hieronder is een elektronenmicroscopische weergave van een deel van een fibroblast.


bron: B. Alberts e.a., Molecular biology of the cell, New York & London, 1989, 810

Fibroblasten produceren onder andere collageen, een bestanddeel van de tussencelstof. De organellen die als functie de productie van de tussencelstof hebben, zijn in fibroblasten sterk ontwikkeld. Deze organellen bevinden zich in het deel dat in de afbeelding met pijlen is aangegeven.

2p  19 Wat voor soort stof is collageen?
A een aminozuur
B een disacharide
C een eiwit
D een fosfolipide
E een nucle´nezuur
F een polysacharide
 

Het gen dat codeert voor PDGF is een proto-oncogen. Bepaalde proto-oncogenen kunnen, als een cel ge´nfecteerd wordt door een virus, overgaan in een oncogen. Oncogenen veroorzaken kanker. Als een bepaald virus (het Simian sarcoma virus) bij verwonding een fibroblast infecteert, gaat de ge´nfecteerde fibroblast, onder invloed van een oncogen, PDGF produceren en afgeven. Het gevolg daarvan is een woekering van fibroblasten en gladde spiercellen. Het Simian sarcoma virus is niet wijd verspreid, maar komt op bepaalde plaatsen in de wereld frequent voor.

Twee mensen (P en Q) snijden zich, waardoor zij ge´nfecteerd raken met het Simian sarcoma virus. Persoon P krijgt ondanks de virusinfectie geen kanker, persoon Q krijgt wel kanker ten gevolge van de virusinfectie.
Hierover worden twee beweringen gedaan.

1 Persoon Q heeft het gen voor PDGF, persoon P niet.
2 Bij persoon P heeft het afweersysteem de binnengedrongen virussen tijdig onschadelijk gemaakt en bij persoon Q niet.
2p  20 Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?
A geen van beide beweringen
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen
 

De hoeveelheid PDGF in het bloedplasma van de personen P en Q wordt gemeten vanaf het moment van verwonden. De meetresultaten zijn weergegeven in de diagrammen van de afbeelding hieronder.


2p  21 Leg uit welk diagram van persoon P is.
En leg uit welk diagram van persoon Q is.
Verklaar het verloop van de grafiek in diagram 1.
En verklaar het verloop van de grafiek in diagram 2.
 


Caulobacter
BacteriŰn van het genus Caulobacter hebben gedurende een deel van hun levenscyclus een prostheca. Caulobacter deelt zich op een bijzondere wijze. Bij de celdeling van de meeste bacteriŰn ontstaan uit ÚÚn moedercel twee gelijke dochtercellen. Bij Caulobacter ontstaan bij de celdeling uit ÚÚn moedercel twee ongelijke dochtercellen. Deze twee dochtercellen worden 'zwermcel' en 'gesteelde cel' genoemd.
In de afbeelding hieronder is weergegeven op welke wijze een zwermcel zich deelt (periode z) en op welke wijze een gesteelde cel zich deelt (periode g). Caulobacter verspreidt zich door middel van de zwermcellen. Gesteelde cellen blijven op de plek waar ze met de steel (prostheca) zijn vastgehecht.



bron: Th.D. Brock & M.T. Madigan, Biology of microorganisms, Englewood Cliffs, 1991, 737

Periode z, die met een zwermcel begint, duurt langer dan periode g, die met een gesteelde cel begint. Over dit verschil in duur van de perioden worden de volgende beweringen gedaan.

1 Periode z duurt langer, doordat in deze cel meer DNA gesynthetiseerd wordt.
2 Periode z duurt langer, doordat de zwermcel een steel vormt voor hij zich deelt.
3 Periode z duurt langer, doordat de zwermcel tijdens de deling een flagel vormt.
2p  22 Welke van deze beweringen geeft een juiste verklaring voor de langere duur van de periode z?
A bewering 1
B bewering 2
C bewering 3
 


Erfelijk materiaal
De hoeveelheid DNA in een kern na meiose I en de hoeveelheid DNA in een kern na meiose II worden vergeleken met de hoeveelheid DNA in een kern van een rustende cel voorafgaande aan de meiose. De hoeveelheid DNA in de kern van de rustende cel in de G1-fase wordt op p gesteld.
2p  23 Is na meiose I de hoeveelheid DNA in een kern Żp, p of 2p?
En is na meiose II de hoeveelheid DNA in een kern Żp, p of 2p?
 


Erfelijke afwijkingen
In de familie van een vrouw (IV-2) komt een bepaalde erfelijke afwijking voor. Familieleden met deze afwijking zijn verstandelijk gehandicapt. De stamboom van deze familie is weergegeven in de afbeelding hieronder.


Deze vrouw (IV-2) wil niet dat zij een kind zal krijgen met deze afwijking. Zij besluit tot IVF (in vitro fertilisatie). Bij onderzoek blijkt dat zich in het eerstgevormde poollichaampje het afwijkende gen bevindt. Er wordt gesteld dat er geen crossing-over en geen mutaties plaatsvinden.

2p  24 Bevindt zich in de bijbehorende secundaire o÷cyt dan geen afwijkend gen, wel een afwijkend gen of is dat niet te bepalen?
A geen afwijkend gen
B wel een afwijkend gen
C dat is niet te bepalen
 

De volgende methoden worden gebruikt om een eventuele erfelijke afwijking bij een embryo vast te stellen:
1 de 'vroege biopsie',
2 de 'late biopsie',
3 de vruchtwaterpunctie.
Een echtpaar zoekt argumenten op basis waarvan het kan kiezen uit deze methoden.
3p  25 Geef voor methode 1 een medisch-biologisch argument om die methode wel toe te passen ˇf een medisch-biologisch argument om die methode niet toe te passen. Geef aan of je argument vˇˇr of tegen toepassing is.
Doe hetzelfde voor methode 2 en voor methode 3.
Je argumenten moeten verschillend zijn.